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[Escribir texto] MÉTODO DE SOLUCIÓN MATRICIAL 1. Regla de Cramer o Determinantes Este método de solución se puede utilizar en un sistema lineal de ecuaciones de orden 2 como en uno de orden superior. De la siguiente manera: a. De orden 2X2 Consideremos el sistema de ecuaciones 2 22 21 1 12 11 b y a x a b y a x a en dos incógnitas x y y El denominador de x y de y, en la solución, es el determinante formado con los coeficientes de la x y de la y, en forma ordenada. Este determinante se llama el determinante principal del sistema. El numerador de x, en la solución, se obtiene al sustituir, en el determinante principal, la primera columna por la columna de términos independientes: Determinante Denominador Determinante del Numerador de x 22 21 12 11 a a a a 22 2 12 1 a b a b De forma similar, el numerador de y, en la solución, se obtiene al sustituir, en el determinante principal, la segunda columna por la columna de términos independientes: Determinante Denominador Determinante del Numerador de y 22 21 12 11 a a a a 2 21 1 11 b a b a Por lo que: 22 21 12 11 22 2 12 1 a a a a a b a b x 22 21 12 11 2 21 1 11 a a a a b a b a y

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Page 1: Semana3algebraenpdf

[Escribir texto]

MÉTODO DE SOLUCIÓN MATRICIAL

1. Regla de Cramer o Determinantes

Este método de solución se puede utilizar en un sistema lineal de ecuaciones de orden 2

como en uno de orden superior. De la siguiente manera:

a. De orden 2X2

Consideremos el sistema de ecuaciones

22221

11211

byaxa

byaxa en dos incógnitas x y y

El denominador de x y de y, en la solución, es el determinante formado con los

coeficientes de la x y de la y, en forma ordenada. Este determinante se llama el

determinante principal del sistema.

El numerador de x, en la solución, se obtiene al sustituir, en el determinante principal, la

primera columna por la columna de términos independientes:

Determinante Denominador Determinante del Numerador de x

2221

1211

aa

aa

222

121

ab

ab

De forma similar, el numerador de y, en la solución, se obtiene al sustituir, en el

determinante principal, la segunda columna por la columna de términos independientes:

Determinante Denominador Determinante del Numerador de y

2221

1211

aa

aa

221

111

ba

ba

Por lo que:

2221

1211

222

121

aa

aa

ab

ab

x

2221

1211

221

111

aa

aa

ba

ba

y

Page 2: Semana3algebraenpdf

[Escribir texto]

En donde el determinante del denominador debe ser diferente del valor 0

02221

1211

aa

aa

Ejemplo:

Hallar la solución del sistema de ecuaciones lineales:

Determinante Denominador Numerador X Numerador Y

Por tanto,

La solución del sistema de ecuaciones está dada por los valores y

b. De orden 3X3

Consideremos el sistema de ecuaciones

3333231

2232221

1131211

bzayaxa

bzayaxa

bzayaxa

en tres incógnitas x, y, z.

El denominador de x, de y y de z, en la solución, es el determinante formado con los

coeficientes de la x, de la y, y de la z, en forma ordenada. Este determinante se llama el

determinante principal del sistema.

El numerador de x, en la solución, se obtiene al sustituir, en el determinante principal, la

primera columna por la columna de términos independientes:

Page 3: Semana3algebraenpdf

[Escribir texto]

Determinante Denominador Numerador de x

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

33323

23222

13121

aab

aab

aab

De forma similar, el numerador de y, en la solución, se obtiene al sustituir, en el

determinante principal, la segunda columna por la columna de términos independientes:

Determinante Denominador Numerador de y

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

33331

23221

13111

aba

aba

aba

De forma similar, el numerador de z, en la solución, se obtiene al sustituir, en el

determinante principal, la tercera columna por la columna de términos independientes:

Determinante Denominador Numerador de z

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

33231

22221

11211

baa

baa

baa

Donde, x, y y z, se solucionan:

333231

232221

131211

33323

23222

13121

aaa

aaa

aaa

aab

aab

aab

x

333231

232221

131211

33331

23221

13111

aaa

aaa

aaa

aba

aba

aba

y

333231

232221

131211

33231

22221

11211

aaa

aaa

aaa

baa

baa

baa

z

En donde el determinante del denominador debe ser diferente del valor 0

0

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

Page 4: Semana3algebraenpdf

[Escribir texto]

Ejemplo:

Hallar la solución del sistema de ecuaciones lineales:

Determinante Denominador

Numerador X Numerador Y Numerador de Z

En donde para determinar el valor de la variable x se debe operar;

En donde para determinar el valor de la variable y se debe operar:

Page 5: Semana3algebraenpdf

[Escribir texto]

En donde para determinar el valor de la variable z se debe operar:

La solución del sistema termina siendo ; y

2. El Método de Gauss-Jordan

Es un método que permite entre otras cosas encontrar la solución de un sistema de

ecuaciones.

El método consiste en reducir la matriz original a una matriz equivalente, pero más

sencilla. La reducción de la matriz original se lleva a cabo teniendo en cuenta ciertas

propiedades que cumplen las matrices, llamadas “operaciones elementales”.

En la resolución de un sistema de ecuaciones lineales se permiten tres tipos de

operaciones entre ecuaciones, a saber:

a) Intercambiar dos renglones de una matriz ji FF

b) Multiplicar o dividir un renglón o fila por un número diferente de cero icF

c) Sumar o restar a una fila un múltiplo de otra. ji FcF

Page 6: Semana3algebraenpdf

[Escribir texto]

Para resolver un sistema de m ecuaciones con n incógnitas, se procede de la siguiente

manera:

I. Se forma la matriz ampliada bAB , donde A es la matriz de los coeficientes y b

indica la matriz de los términos libres. II. Al aplicar operaciones elementales entre filas, la matriz B se lleva a una matriz

equivalente C, donde C es escalonada reducida. III. Como la matriz B es equivalente a la C, entonces el sistema de ecuaciones que

presenta la matriz B es equivalente al sistema de ecuaciones que representa la matriz C, y en esta matriz es fácil hallar las soluciones.

Ejemplo:

Sea el sistema de ecuaciones, obtener la solución por el método de Gauss

Presentando como matrices, obtenemos

Para solucionar el sistema utilizamos el método de Gauss, en:

Obteniendo los siguientes pasos:

Luego,

Después,

Finalmente,

Page 7: Semana3algebraenpdf

[Escribir texto]

Por lo cual la solución de este sistema de ecuaciones es: y

Sistema de ecuación lineal homogénea

Si en el sistema de ecuaciones lineales la solución es cero, se dice

que el sistema es Homogéneo.

Ejemplo:

Sea el sistema de ecuaciones

Presentando como matrices, obtenemos

Para solucionar el sistema utilizamos el método de Gauss, en:

Obteniendo los siguientes pasos:

Luego

Después,

Finalmente,

De lo cual se puede concluir que y ; luego el sistema no tiene solución fuera

de la trivial.